《高考一轮复习必修13.9物质跨膜运输实例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考一轮复习必修13.9物质跨膜运输实例（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 细胞的物质输入和输出,本章考查的重点主要包括细胞吸水和失水的原理、植物细胞的质壁分离和复原实验、细胞膜的流动性和选择透过性的实验验证与分析、物质跨膜运输方式的探究等。生物体的结构与功能是相适应的，细胞作为最基本的生命系统，其物质的输入和输出与细胞的物质和结构也是紧密联系的。高考对本章内容的考查方式主要是以图文结合的方式，结合有关细胞的基础知识，综合考查对细胞物质输入和输出的相关知识的理解及应用。,复习本章内容时，要注意回顾细胞的结构与功能、细胞中的元素与化合物等知识，理解细胞膜的组成、结构与各种物质运输方式的适应性，在此基础上建立全章的知识体系。另外在加强对基础知识夯实的同时，要注重实
2、验能力和图表分析能力的培养。,第九课时 物质跨膜运输实例,考点一 渗透系统的组成分析及应用,【基础知识整合】,1有关实验 实验仪器： 、 ；实验材料： ；实验试剂： ；实验现象： ；实验结论：水分子透过 进行渗透作用。,烧杯,长颈漏斗,半透膜,蔗糖溶液和清水,漏斗内液面上升,半透膜,2细胞的吸水和失水 (1)哺乳动物红细胞的吸水和失水 当外界溶 液 的 浓 度 比 细 胞 质 的 浓 度 低 时，细 胞 ；当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，细胞 ；当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时， 。 由上述三点可以看出红细胞吸水或失水的 多 少 取 决 于 的大小，在此实验中， 相当于“问题探讨”中所
3、说的半透膜。,吸水膨胀,失水皱缩,水分子进出细胞处于动态平衡,细胞内外浓度差,细胞膜,(2)植物细胞的吸水和失水 成熟的植物细胞由于 占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是 。 称为原生质层。,液泡,细胞液,细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质,植物细胞的 相当于一层半透膜。当细胞液浓度 外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过 进入外界溶液中，使 和 都出现一定程度的收缩。由于 ，当细胞不断失水时， 和 逐渐分离开来，也就是发生了 。当细胞液的浓度 外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过 进入细胞液中，整个 就会慢慢地恢复成 ，使植物细胞逐渐发生 现象。,原
4、生质层,小于,原生质层,细胞壁,原生质层,原生质层比细胞壁伸缩性大,原生质层,细胞壁,大于,原生质层,原生质层,原来的状态,质壁分离复原,质壁分离,3渗透作用 (1)概念：水分子(或其他溶剂分子)透过 ，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。 (2)产生条件：有一层 ；半透膜两侧的溶液具有 。 4原生质层 主要包括： 、 和这两层膜之间的 。在植物细胞中，可把 看做一层半透膜。 5渗透作用的条件 成熟植物细胞发生质壁分离的条件是 ，发生质壁分离复原的条件是 。,半透膜,半透膜,浓度差,细胞膜,液泡膜,细胞质,原生质层,【知识拓展】,1半透膜与选择透过性膜的比较 (1)半透膜、选择透过性膜 区别：半透
5、膜是无生命的物理性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。 选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。 共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。,(2)原生质层、原生质体 原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟植物细胞中。 原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。,2渗透系统
6、的组成分析及应用 (1)原理：发生了渗透作用。该作用必须具备两个条： 具有半透膜。 膜两侧溶液具有浓度差。 (2)动物细胞的吸水和失水(以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜) 当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。 当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水皱缩。 当外界溶液浓度细胞质浓度时，水分进出平衡。,3植物细胞的吸水和失水 (1)在成熟的植物细胞中，原生质层(细胞膜液泡膜二者之间的细胞质)相当于一层半透膜。 (2)成熟植物细胞发生质壁分离的条件是细胞液浓度小于外界溶液浓度，发生质壁分离复原的条件是细胞液浓度大于外界溶液浓度。,【典例精析】,【例1】(2011重庆)下列有关细胞结构和功能
7、的叙述，错误的是 ( ) A氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核膜 B叶绿体基质中含有核酸和参与光合作用的酶 C水分子和钾离子以自由扩散方式进出轮藻细胞 D精细胞变为精子后，尾部的线粒体与其运动有关,C,【解析】钾离子等离子进出细胞的方式为主动运输，C项错误；氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子可以通过核膜，A项正确；叶绿体和线粒体中含有DNA和RNA，叶绿体基质中含有暗反应需要的多种酶，B项正确；精细胞变成为精子后，其残存的细胞质中含有线粒体可为精子的运动提供能量，D项正确。,【例2】下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是( ) A主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量 B在静息状态下，神经细
8、胞不再进行葡萄糖的跨膜运输 C质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高 D抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分,【解析】无论是在静息状态，还是在兴奋状态，神经细胞都要不断地从细胞外吸收葡萄糖，以保证细胞内能源物质的充足供应。主动运输是既需载体协助又消耗ATP的物质跨膜运输过程。质壁分离过程中，水分子的外流导致细胞内液浓度升高，进而使渗透压升高。抗体分泌过程中，囊泡膜与细胞膜融合成为细胞膜的一部分，进而将大分子的抗体排到细胞外。,B,考点二 植物细胞的吸水和失水的实验探究,【知识拓展】,一、实验原理 (1)成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，细胞壁和原生质层具有一定伸缩性，但原
9、生质层的伸缩性大于细胞壁。 (2)细胞液浓度外界溶液浓度细胞液中水分经原生质层进入外界溶液质壁分离。 (3)细胞的细胞液浓度外界溶液浓度外界溶液中的水分经原生质层进入细胞液质壁分离复原。,二、实验流程,三、本实验应注意的问题 (1)实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察现象。 (2)滴加蔗糖溶液和清水，要在载物台的载玻片上进行，否则不容易对比观察某个细胞的失水和吸水情况。 (3)蔗糖溶液浓度不宜过高，否则会引起植物细胞过度失水而死亡(如用50%的蔗糖溶液做实验)。 (4)若用葡萄糖、NaCl、KNO3、尿素、乙二醇等做实验，发生质壁分离后，会自动
10、复原，其原因是上述物质都可转运到细胞内，致使细胞液浓度升高，外界溶液浓度降低，重新吸水而复原。 (5)质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低了的外界溶液，因为细胞壁是全透性的。,四、本实验能验证的问题及拓展应用 (1)实验验证问题 观察质壁分离和复原：可以证明一个成熟的植物细胞构成一个渗透系统，质壁分离和复原是细胞渗透失水或吸水的标志；可以证明渗透作用发生的条件；可以证明细胞是活的；还可以大致测出细胞液的浓度；证明原生质层的伸缩性大于细胞壁。,(2)实验拓展应用 探究渗透作用的两个条件半透膜和浓度差。若将教材中实验装置换成纱布(全透性)、薄膜(不透性)，半透膜两侧换成浓度相等的蔗糖溶
11、液，渗透作用都不发生，即可证明渗透作用发生的两个条件。 探究区分10%和20%蔗糖溶液 用教材中实验装置，将两种液体分别装入烧杯和漏斗中，若漏斗液面上升，则烧杯中为20%蔗糖溶液，反之则为10%蔗糖溶液。 探究某种材料的细胞液浓度 配制一系列浓度的蔗糖溶液，制作成一系列装片用显微镜观察，视野中约有50%的细胞发生质壁分离时的蔗糖溶液浓度即为细胞液浓度。,【典例精析】,【例3】下图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是( ) A若将细胞置于清水中，A仍保持不变 B若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小 CB/A值能表示细胞失水的程度 DA、B分别表示细胞和液泡的
12、长度,D,【解析】处于质壁分离状态的细胞放在清水中，将会出现质壁分离复原的现象，复原后的细胞体积基本不变；提高外界溶液的浓度，细胞继续失水，体积继续减小，B/A值将变小；B/A值越小失水越严重，所以该值能代表细胞失水的程度；A表示细胞壁长度，B代表原生质体的长度，并非代表液泡长度。,考点三 物质跨膜运输的其他实例,【基础知识整合】,1水稻和番茄对同一离子的吸收量 。 2水稻和番茄对 的吸收量不同。 3人体甲状腺滤泡上皮细胞可以通过 从血液中吸收碘。 4不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的 。,不同,不同离子,主动运输,差异,【知识拓展】,1生物膜的结构特点及功能特性 生物膜的结构特点具有一
13、定的流动性，原因是构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可移动的。 生物膜的功能特性具有选择透过性，原因是膜上载体的种类和数量不同。,2分析物质跨膜运输实例后得出的结论 (1)细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜。它具有的特点是： 水分子可以自由通过。 一些需要的离子和小分子也可以通过。 其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 (2)物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺相对含量梯度的，有的是逆相对含量梯度的。 (3)细胞对于物质的输入和输出及选择性是通过细胞膜实现的。,【典例精析】,【例4】以下实验用于研究蔗糖溶液对某种植物叶表皮细胞形态的影响。分别将八片相同的叶片表皮置于不同浓度的蔗糖溶液中。
14、10分钟后，将每一叶片表皮置于显微玻片上，并加一滴曾浸泡过该表皮的溶液。然后在显微镜下观察，在约20个细胞的视野范围内计数呈现质壁分离的细胞。所得结果如下表：,请问答下列问题： (1)请在坐标系中较准确地绘出一曲线图，以表示呈现质壁分离细胞的百分率与蔗糖浓度的关系。,答案参考下图,(2)在题(1)的曲线图中，当蔗糖浓度为0.22 mol/dm3时，试找出呈现质壁分离细胞的百分率约为 。在此浓度的溶液中，为什么有些细胞呈现质壁分离，另一些则不呈现？试加以说明： 因为各细胞的细胞液浓度不尽相同，小于0.22 mol/dm3蔗糖浓度的会呈现质壁分离，而大于0.22 mol/dm3蔗糖浓度的则不会呈现
15、质壁分离 。,40%,(3)有人提出利用上述实验原理可以来测定细胞的细胞液浓度的大概范围，下面是将细胞液浓度相同的几个细胞(如图所示)置于不同蔗糖溶液浓度(AD)下的细胞状态，则这几个细胞的细胞液浓度范围相对最精确的是在 之间。,C与A,【解析】在绘制曲线时要注意保持曲线的圆滑，以便正确地看出其趋势，正确地解读出第(2)问的答案。位于不同位置的细胞其细胞液浓度是不相同的，(3)C图的液泡与原细胞相比变大，则说明该细胞是吸水的，A细胞的液泡与原细胞相比则变小，则说明该细胞刚失水。所以细胞液的浓度位于C与A之间。 【方法归纳】测定细胞液的浓度时就是依据细胞正好既不吸水也不失水时的浓度来判断的，但是在实际观察操作中是依据实验中发生质壁分离的细胞正好占细胞总数的50%时的浓度为标准
